Termocamere

Il metodo sopra descritto viene detto all’infrarosso attivo in quanto la telecamera vede grazie ai raggi infrarossi emessi da una sorgente artificiale, esiste un’altro metodo di visione notturna, detto all’infrarosso passivo o infrarosso termico, in cui la telecamera non necessita di sorgenti infrarosse aggiuntive ma cattura la radiazione infrarossa emessa dagli oggetti presenti sulla scena. Le telecamere che sfruttano l’infrarosso passivo vengono chiamate termocamere e basano il loro funzionamento sul principio fisico per cui ogni oggetto che abbia una temperatura superiore allo zero assoluto ( -273 °C), emette spontaneamente radiazione infrarossa in quantità proporzionale alla temperatura dell’oggetto stesso.

Le immagini ottenute dalle termocamere sono molto diverse da quelle che siamo abituati a vedere di solito, ad esempio la differenza tra un colore chiaro e uno scuro non dipende, come nel caso della luce visibile, dal modo in cui le diverse superfici riflettono la luce, ma dalla differenza di temperatura, per cui oggetti con una temperatura elevata tenderanno ad apparire più chiari di altri a temperatura inferiore. Inoltre le immagini termografiche risultano parecchio sfocate al punto di rendere impossibile il riconoscimento dei tratti somatici di un individuo, detto questo bisogna ricordare che il compito delle termocamere non è quello di riconoscere un intruso, ma quello di rilevarne la presenza e di segnalarla ad un tavolo operativo.

Il vantaggio indiscusso delle termocamere è che sono in grado di vedere anche quando le altre telecamere non vedono, come in condizioni di buio assoluto o in presenza di fumo o nebbia. I pompieri ad esempio le utilizzano per verificare che non ci siano focolai nascosti sotto la cenere o per trovare dei superstiti in mezzo al fumo, in campo militare possono essere utilizzate per individuare obiettivi sensibili mimetizzati in mezzo a una foresta o per catturare dei fuggitivi che approfittano delle tenebre per darsi alla fuga.

Nei sistemi di videosorveglianza che richiedono un certo livello di sicurezza vengono abbinate alle telecamere tradizionali per offrire una protezione H24 indipendentemente dalle condizioni di visibilità; supponiamo ad esempio di dover videosorvegliare un perimetro esterno che per parecchi giorni all’anno risulta immerso nella nebbia, una telecamera ad infrarossi offrirebbe un buon livello di protezione sia di giorno che di notte, ma non in caso di fumo o nebbia, in queste condizioni una termocamera, che vede l’ambiente attraverso le variazioni di temperatura, sarebbe comunque in grado di rilevare l’intruso e, nel caso si utilizzino funzioni di IV (Intelligent Video), di segnalarne la presenza ad un operatore.

Luce stellare

Queste telecamere riescono a fornire delle immagini accettabili in condizioni di quasi buio, l’elevata sensibilità alla luce offre dei notevoli vantaggi sia durante le riprese a colori, dove viene richiesto un illuminamento minimo di 0,02 lx, sia durante le riprese in B/W (Black and White), dove l’illuminamento minimo richiesto è pari a quello che si ha in presenza di un cielo stellato (da qui il nome luce stellare) circa 0,006 lx. Un tale livello di prestazione è reso possibile grazie all’utilizzo di particolari sensori d’immagine di ultima generazione noti con il nome di EXwiev Had CCD (EXview HAD CCD is a trademark of Sony Corporation) prodotti dalla Sony. Rispetto alle tecnologie precedenti I sensori EXwiev vantano una maggiore sensibilità sia nel campo della luce visibile sia in quello dell’infrarosso.

L’utilizzo delle telecamere a luce stellare è caldamente consigliato quando si vogliono riprendere delle grandi aree in cui è presente un livello minimo di illuminazione ambientale, in questi casi, infatti, l’utilizzo di illuminatori infrarossi risulterebbe parecchio oneroso e poco efficace. In totale assenza di luce si possono utilizzare, con ottimi risultati, delle telecamere a luce stellare in bianco e nero o con funzione Day&Night abbinate a degli illuminatori infrarossi.

Digital slow shutter

Il Digital Slow Shutter è un metodo utilizzato per migliorare le prestazioni delle telecamere che operano in condizioni di scarsa luminosità, questa tecnica consiste nel condensare più fotogrammi in un unico fotogramma e viene realizzata rallentando la velocità dell’otturatore. Chi ha letto l’articolo sull’otturatore saprà già che questo componente ha il compito di leggere e successivamente scaricare i livelli di carica dei fotodiodi presenti sul sensore d’immagine, la velocità del ciclo di lettura e scarica dipende dalle condizioni di luce e sarà più elevata in caso di forte illuminazione, in modo da evitare che le immagini siano sovraesposte, e più lenta nel caso di scarsa illuminazione, in modo che le immagini non risultino sottoesposte. La tecnica di condensazione dei fotogrammi prevede che la velocità dell’otturatore sia ridotta di oltre il 50%, così facendo i fotodiodi rimangono esposti alla luce per un tempo più lungo accumulando così un maggior quantitativo di carica che si traduce in immagini più luminose. Questo metodo funziona benissimo quando si inquadrano delle scene statiche o che variano lentamente, infatti a causa della ridotta velocità dell’otturatore un movimento veloce all’interno della scena, come il passaggio di un auto, verrebbe rappresentato come una scia luminosa spalmata sull’immagine, inoltre l’elevato tempo di esposizione ha l’effetto di ridurre, e anche di molto, il frame rate della telecamera.